כיוון הפיתוח הטכני של הממיר

לפני עליית התעשייה הפוטו-וולטאית, טכנולוגיית הממיר או הממיר יושמה בעיקר בתעשיות כמו תחבורה רכבתית ואספקת חשמל. לאחר עליית התעשייה הפוטו-וולטאית, הממיר הפוטו-וולטאי הפך לציוד הליבה במערכת ייצור החשמל החדשה, והוא מוכר לכולם. במיוחד במדינות מפותחות באירופה ובארצות הברית, בשל התפיסה הפופולרית של חיסכון באנרגיה והגנת הסביבה, שוק הפוטו-וולטאית התפתח מוקדם יותר, במיוחד ההתפתחות המהירה של מערכות פוטו-וולטאיות ביתיות. במדינות רבות, ממירים ביתיים שימשו כמכשירי חשמל ביתיים, ושיעור החדירה שלהם גבוה.

ממיר פוטו-וולטאי ממיר את הזרם הישיר הנוצר על ידי מודולים פוטו-וולטאיים לזרם חילופין ולאחר מכן מזין אותו לרשת. הביצועים והאמינות של הממיר קובעים את איכות החשמל ואת יעילות ייצור החשמל. לכן, ממיר פוטו-וולטאי הוא לב ליבה של כל מערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאי.
ביניהם, ממירים המחוברים לרשת תופסים נתח שוק משמעותי בכל הקטגוריות, וזו גם תחילתה של התפתחות כל טכנולוגיות הממירים. בהשוואה לסוגים אחרים של ממירים, ממירים המחוברים לרשת הם פשוטים יחסית בטכנולוגיה, ומתמקדים בקלט פוטו-וולטאי ובפלט רשת. הספק פלט בטוח, אמין, יעיל ואיכותי הפך למוקד האינדיקטורים הטכניים של ממירים כאלה. בתנאים הטכניים של ממירים פוטו-וולטאיים המחוברים לרשת שנוסחו במדינות שונות, הנקודות הנ"ל הפכו לנקודות מדידה נפוצות של התקן, כמובן שפרטי הפרמטרים שונים. עבור ממירים המחוברים לרשת, כל הדרישות הטכניות מתמקדות בעמידה בדרישות הרשת עבור מערכות ייצור מבוזרות, ודרישות נוספות מגיעות מדרישות הרשת עבור ממירים, כלומר, דרישות מלמעלה למטה. כגון מתח, מפרטי תדר, דרישות איכות חשמל, בטיחות, דרישות בקרה במקרה של תקלה, וכיצד להתחבר לרשת, איזה רמת מתח לשלב ברשת וכו', כך שהממיר המחובר לרשת תמיד צריך לעמוד בדרישות הרשת, זה לא מגיע מהדרישות הפנימיות של מערכת ייצור החשמל. ומנקודת מבט טכנית, נקודה חשובה מאוד היא שממיר מחובר לרשת הוא "ייצור חשמל מחובר לרשת", כלומר, הוא מייצר חשמל כאשר הוא עומד בתנאים המחוברים לרשת. לסוגיות ניהול האנרגיה בתוך המערכת הפוטו-וולטאית, כך שזה פשוט. פשוט כמו מודל העסקי של החשמל שהיא מייצרת. על פי סטטיסטיקות זרות, יותר מ-90% מהמערכות הפוטו-וולטאיות שנבנו והופעלו הן מערכות פוטו-וולטאיות המחוברות לרשת, ונעשה בהן שימוש בממירים המחוברים לרשת.

סוג של ממירים הפוכה ממירים המחוברים לרשת החשמל הוא ממירים שאינם מחוברים לרשת החשמל. ממירים שאינם מחוברים לרשת החשמל פירושם שהפלט של הממיר אינו מחובר לרשת החשמל, אלא לעומס, אשר מניע ישירות את העומס לאספקת חשמל. ישנם מעט יישומים של ממירים שאינם מחוברים לרשת החשמל, בעיקר באזורים מרוחקים, שבהם תנאי החיבור לרשת אינם זמינים, תנאי החיבור לרשת גרועים, או שיש צורך בייצור עצמי וצריכה עצמית, מערכת מחוץ לרשת מדגישה "ייצור עצמי ושימוש עצמי". ". בשל מספר היישומים המעט של ממירים שאינם מחוברים לרשת החשמל, יש מעט מחקר ופיתוח טכנולוגי. ישנם מעט סטנדרטים בינלאומיים לתנאים הטכניים של ממירים שאינם מחוברים לרשת החשמל, מה שמוביל לפחות ופחות מחקר ופיתוח של ממירים כאלה, דבר המראה מגמה של הצטמקות. עם זאת, הפונקציות של ממירים שאינם מחוברים לרשת החשמל והטכנולוגיה המעורבת אינן פשוטות, במיוחד בשיתוף פעולה עם סוללות אגירת אנרגיה, הבקרה והניהול של המערכת כולה מסובכים יותר מאשר ממירים המחוברים לרשת החשמל. יש לציין כי המערכת המורכבת ממירים שאינם מחוברים לרשת החשמל, פאנלים פוטו-וולטאיים, סוללות, עומסים וציוד אחר היא כבר מערכת מיקרו-רשת פשוטה. הנקודה היחידה היא שהמערכת אינה מחוברת לרשת החשמל."

לְמַעֲשֶׂה,ממירים מחוץ לרשת החשמלמהווים בסיס לפיתוח ממירים דו כיווניים. ממירים דו כיווניים משלבים למעשה את המאפיינים הטכניים של ממירים המחוברים לרשת וממירים מחוץ לרשת, ומשמשים ברשתות אספקת חשמל מקומיות או במערכות ייצור חשמל. כאשר משתמשים בהם במקביל לרשת החשמל. למרות שאין כיום יישומים רבים מסוג זה, מכיוון שסוג זה של מערכת הוא אב טיפוס של פיתוח מיקרו-רשת, הוא תואם את התשתית ואת מצב הפעולה המסחרי של ייצור חשמל מבוזר בעתיד, ויישומי מיקרו-רשת מקומיים עתידיים. למעשה, בכמה מדינות ושווקים שבהם אנרגיה פוטו-וולטאית מתפתחת במהירות ומתבגרת, היישום של מיקרו-רשתות במשקי בית ובאזורים קטנים החל להתפתח באיטיות. במקביל, הממשל המקומי מעודד פיתוח של רשתות ייצור, אחסון וצריכה מקומיות של חשמל עם משקי בית כיחידות, תוך מתן עדיפות לייצור חשמל חדש לשימוש עצמי, ולחלק הלא מספיק מרשת החשמל. לכן, הממיר הדו כיווני צריך לשקול יותר פונקציות בקרה ופונקציות ניהול אנרגיה, כגון בקרת טעינה ופריקה של סוללות, אסטרטגיות פעולה המחוברות לרשת/מחוץ לרשת, ואסטרטגיות אספקת חשמל אמינות עומס. בסך הכל, הממיר הדו-כיווני ימלא פונקציות בקרה וניהול חשובות יותר מנקודת מבט של המערכת כולה, במקום להתחשב רק בדרישות הרשת או העומס.

כאחד מכיווני הפיתוח של רשת החשמל, רשת ייצור, חלוקת וצריכת חשמל מקומית שנבנתה עם ייצור חשמל חדש כליבה תהיה אחת משיטות הפיתוח העיקריות של המיקרו-רשת בעתיד. במצב זה, המיקרו-רשת המקומית תיצור קשר אינטראקטיבי עם הרשת הגדולה, והמיקרו-רשת לא תפעל עוד בצמוד לרשת הגדולה, אלא תפעל באופן עצמאי יותר, כלומר, במצב אי. על מנת לעמוד בבטיחות האזור ולתת עדיפות לצריכת חשמל אמינה, מצב פעולה המחובר לרשת נוצר רק כאשר קיימת שפע של חשמל מקומי או שיש צורך לשאוב אותו מרשת החשמל החיצונית. נכון לעכשיו, עקב תנאים לא בשלים של טכנולוגיות ומדיניות שונות, מיקרו-רשתות לא יושמו בקנה מידה גדול, ורק מספר קטן של פרויקטי הדגמה פועלים, ורוב הפרויקטים הללו מחוברים לרשת. ממיר המיקרו-רשת משלב את התכונות הטכניות של הממיר הדו-כיווני וממלא תפקיד חשוב בניהול הרשת. זוהי מכונה משולבת טיפוסית של בקרה וממיר המשלבת ממיר, בקרה וניהול. הוא מבצע ניהול אנרגיה מקומי, בקרת עומס, ניהול סוללות, ממיר, הגנה ופונקציות נוספות. הוא ישלים את פונקציית הניהול של כל המיקרו-רשת יחד עם מערכת ניהול האנרגיה של המיקרו-רשת (MGEMS), ויהווה את הציוד המרכזי לבניית מערכת מיקרו-רשת. בהשוואה לממיר הראשון המחובר לרשת בפיתוח טכנולוגיית הממיר, הוא נפרד מפונקציית הממיר הטהורה ונשא את פונקציית ניהול ובקרת המיקרו-רשת, תוך שימת לב ופתרון של כמה בעיות ברמת המערכת. ממיר אגירת האנרגיה מספק היפוך דו-כיווני, המרת זרם וטעינה ופריקה של סוללות. מערכת ניהול המיקרו-רשת מנהלת את כל המיקרו-רשת. המגעים A, B ו-C נשלטים כולם על ידי מערכת ניהול המיקרו-רשת ויכולים לפעול באיים מבודדים. ניתוק עומסים לא קריטיים בהתאם לאספקת החשמל מעת לעת כדי לשמור על יציבות המיקרו-רשת ועל פעולה בטוחה של עומסים חשובים.